Khi thiết kế móng cọc, việc xác định sức chịu tải của cọc có ý nghĩa quan trọng nhất vì nó ảnh hưởng đến sự an toàn của công trình và giá thành công trình. Cọc trong móng có thể bị phá hoại do bản thân cường độ vật liệu cọc bị phá hoại hoặc do đất nền bị phá hoại. Vì thế khi thiết kế phải xác định hai trị số về sức chịu tải của cọc: một trị số tính theo vật liệu làm cọc và một trị số tính theo cường độ của đất nền. Cùng tìm hiểu rõ hơn qua bài viết sau đây của Thiên Việt nhé!
Giải thích khái niệm sức chịu tải của cọc là gì?
Định nghĩa chuẩn sức chịu tải của cọc là khả năng chịu tải nhỏ nhất theo 2 trị số là vật liệu (Pvl) và đất nền (Pđn). Trong đó:
– Theo vật liệu: là khả năng chịu tải của loại vật liệu dùng làm cọc trong quá trình thi công.
– Theo đất nền: là khả năng chịu tải trọng của sức kháng thành cộng với sức kháng của mũi cọc.
Sức kháng đỡ của cọc có xét đến các yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng của cọc và sự tương tác của đất nền xung quanh cọc. Sực chịu tải này có thể được ước tính bằng các phương pháp phân tích hoặc thí nghiệm hiện trường. Sau đó chọn ra các trị số nhỏ nhất để đưa vào tính toán các bước tiếp tiếp theo.
Xác định sức chịu tải của cọc theo cưởng độ vật liệu
Xác định sức chịu tải của cọc gỗ
Sức chịu tải theo vật liệu của cọc gỗ được xác định theo công thức sau:
P = K.F.Rg
Trong đó:
P – sức chịu tải tính toán cọc.
K – hệ số đồng nhất vật liệu, lấy bằng 0,7.
F – diện tích tiết diện ngang cọc.
Rg – cường độ chịu nén dọc thớ của gỗ .
b. Cọc bê tông cốt thép tiết diện đặc
Với cọc BTCT, sức chịu tải cực hạn của cọc theo vật liệu xác định theo công thức:
Pvl = k.m.(Rn .Fc + Ra .Fa )
k.m – hệ số điều kiện làm việc của vật liệu, được lấy bằng 0,7
Rn – cường độ chịu nén cho phép của bê tông.
Ra – cường độ chịu nén hay kéo cho phép của thép.
Fc – tiết diện cọc.
Fa – diện tích cốt thép bố trí trong cọc.
Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền
Xác định sức chịu tải của cọc theo phương pháp thống kê
Cọc ma sát khi chịu tải trọng thì một phần tải trọng được truyền xuống đất thông qua mũi cọc và phần còn lại được truyền vào đất nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh. Sức chịu tải trọng nén theo phương dọc trục của cọc ma sát theo kết quả thí nghiệm trong phòng xác định theo công thức:
Qtc =mr . qp . Ap +u . Σmfi . fsi . li
mR, mf – các hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên của cọc
qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, phụ thuộc vào loại đất và chiều sâu hạ mũi cọc
u – chu vi tiết diện ngang cọc.
fsi – lực ma sát đơn vị của mỗi lớp đất mà cọc đi qua, phụ thuộc vào trạng thái
và chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất
li – chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc
Qtk= Qtc/Ktc = Qtc/1,4
Phương pháp xuyên động SPT
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard penetration test) được thực hiện bằng ống tách đường kính 5,1cm; dài 45cm; đóng bằng búa rơi tự do nặng 64kg; chiều cao rơi là 76cm; thực hiện trong lỗ khoan. Khi thí nghiệm, đếm số búa để đóng cho từng đoạn 15cm ống lún vào đất, 15cm đầu không tính, chỉ dùng giá trị số búa cho 30cm sau gọi là N. N30 được xem là số nhát búa tiêu chuẩn.
Công thức của Meyerhof (1976):
Qu =k1 . N. Fc +K2 . ΣNitb . fsi . li
Qu – sức chịu tải cọc, đơn vị tính là (kN).
K1 = 400 cho cọc đóng và 120 cho cọc khoan nhồi.
K2 = 2 cho cọc đóng và 1 cho cọc khoan nhồi.
N – số nhát búa SPT trung bình tại mũi cọc tính trong phạm vi 1d từ mũi cọc trở xuống và 4d từ mũi cọc đi lên.
Ntbi – số nhát búa SPT trung bình của lớp đất thứ i cọc đi qua
Fc – diện tích tiết diện ngang của cọc li – chiều dày lớp đất thứ i cọc đi qua. u – chu vi thân cọc.
Hệ số an toàn khi tính sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn lấy từ 2,5÷3
Phương pháp xuyên tĩnh CPT
Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh được tính theo công thức sau
Qu =Qmui + Qms = qp.Fc + u . Σqsi . li
Trong đó:
Fc – diện tích tiết diện ngang mũi cọc
qp – sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc.
qp = Kc.qc
qc – sức cản mũi xuyên trung bình của đất trong phạm vi 3d phía trên mũi cọc và 3d phía dưới mũi cọc.
Kc – hệ số tra bảng phụ thuộc loại đất, loại cọc.
u – chu vi cọc
qci – sức cản mũi xuyên trung bình của lớp đất thứ i.
ai – hệ số phụ thuộc loại đất, trạng thái đất, phương pháp thi công cọc và đặc tính bề mặt thành cọc
qsi = qci/∝i
Sức chịu tải thiết kế của cọc
Qtk = Qmui/(2->3)+ Qms /(1,5->2)
THÔNG TIN LIÊN HỆ
CÔNG TY TNHH XD DV VC TM
THIÊN VIỆT
Địa Chỉ: Số 149A, Đường 79, Tân Quy, Quận 7, HCM
Số Điện Thoại: 0936 898 929 ( tư vấn & báo giá )
Email: thienviet1704@gmail.com
Website: www.xaydungthienviet.com
